Ein langsamer, stetiger Regen von kosmischem Weltraumstaub fällt immer durch die Erdatmosphäre. Wissenschaftler haben kürzlich in der Antarktis einen Eiskern gebohrt, der eine Aufzeichnung dieses Staubfalls enthält, der 30.000 Jahre zurückreicht. Diese neuen Daten bieten Wissenschaftlern eine weitere Datenreihe zur Untersuchung der globalen Klimageschichte, da das Verhältnis zwischen den Isotopen zwischen den interglazialen Perioden variiert.
In den letzten 30.000 Jahren wurde unser Planet von einem ständigen Regen kosmischer Staubpartikel getroffen. Zwei Wissenschaftler des Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO) der Columbia University in New York und des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven haben diese Schlussfolgerung gezogen, nachdem sie die Menge des Heliumisotops untersucht hatten 3Er in kosmischen Staubpartikeln, die in den letzten 30.000 Jahren in einem antarktischen Eiskern erhalten wurden. Sie haben gezeigt, dass dieses seltene Heliumisotop im kosmischen Staub das von terrestrischem Staub im Eis um den Faktor 5.000 übersteigt. Darüber hinaus deuten Messungen der Menge an 4He - einem auf der Erde viel häufiger vorkommenden Heliumisotop - im antarktischen Eis stark auf eine Änderung der Herkunft des Erdstaubs zwischen der letzten Eiszeit und der interglazialen Warmzeit hin, in der wir derzeit leben.
In der aktuellen Ausgabe von Science präsentieren die Wissenschaftler aus New York und Bremerhaven erstmals chronologisch aufgelöste Messungen des 3He- und 4He-Flusses interplanetarer und terrestrischer Staubpartikel, die im Schnee der Antarktis aufbewahrt werden. Nach aktuellen Schätzungen treffen jedes Jahr etwa 40.000 Tonnen außerirdische Materie auf die Erde. „Während seiner Reise durch den interplanetaren Raum wird der kosmische Staub vom Sonnenwind mit Heliumatomen aufgeladen. Zu diesem Zeitpunkt sind sie stark mit dem seltenen Heliumisotop 3He angereichert “, erklärt Dr. Hubertus Fischer, Leiter des Forschungsprogramms„ Neue Schlüssel zu polaren Klimaarchiven “am Alfred-Wegener-Institut. "Kosmische Staubpartikel in der Größe von wenigen Mikrometern gelangen unversehrt in die Erdatmosphäre und tragen ihre Heliumlast unverändert zur Erdoberfläche, wo sie unter anderem im Schnee und Eis der polaren Eiskappen aufbewahrt werden." Aufgrund der hohen zeitlichen Auflösung, die nur in Eisbohrkernen zu finden ist, konnte nun erstmals die zeitliche Variabilität dieses Heliumflusses zwischen Gletscher- und Interglazialperioden zusammen mit den 3He- und 4He-Verhältnissen dieser exotischen Partikel bestimmt werden. Die Ergebnisse werden voraussichtlich erhebliche Auswirkungen auf die Interpretation hochauflösender Klimaarchive wie Eis-, Meeres- und Seesedimentkerne haben.
Dies ist jedoch nicht alles, was die Heliumisotopenmethode zu bieten hat. Das Verhältnis von 4He in terrestrischem Staub zur Staubkonzentration selbst zeigt einen deutlichen Unterschied zwischen der letzten Eiszeit und der aktuellen Warmzeit. Wie . Gisela Winckler, Leiterin der Arbeitsgruppe „Isotopen-Tracer und Konstantfluss-Proxies“ bei L-DEO, sagt: „Der Erdstaub, der während der Eiszeit auf die Antarktis fällt, ist offensichtlich nicht der gleiche wie in warmen Perioden. Dies kann auf Mineralstaub zurückzuführen sein, der aus verschiedenen regionalen Quellen stammt, oder auf Änderungen der Verwitterung, die für die Staubentwicklung verantwortlich sind. “ Beide Wissenschaftler wollen nun ihre Zusammenarbeit noch weiter intensivieren und die Details dieses Phänomens untersuchen.
Daten für diese Studie wurden im Rahmen des Europäischen Projekts zur Eisbohrung in der Antarktis (EPICA) gesammelt. Als deutscher Partner innerhalb der EPICA ist das Alfred-Wegener-Institut für die Bohrarbeiten im Dronning Maud Land verantwortlich. Das EPICA-Projekt wird von einem Konsortium aus zehn europäischen Ländern (Belgien, Dänemark, Frankreich, Deutschland, Großbritannien, Italien, Niederlande, Norwegen, Schweden und der Schweiz) durchgeführt. EPICA wird unter dem Dach der European Science Foundation (ESF) koordiniert und von den teilnehmenden Ländern und der Europäischen Union finanziert.
Das Manuskript „30.000 Jahre kosmischer Staub im antarktischen Eis“ wird am 28. Juli 2006 in Science veröffentlicht.
Originalquelle: AWI-Pressemitteilung
